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薄膜接觸角測試儀
薄膜接觸角測試儀

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北京品智創(chuàng)思精密儀器有限公司

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親水角接觸角測量儀用于測量液體對固體的浸潤性,通過測量液體對固體的接觸角、計算、測定液體的自由能即液體對固體的附著力,張力等指標,該儀器可廣泛應(yīng)用于石油、化工、醫(yī)藥、造紙、染料等領(lǐng)域,作科學研究及教學用,接觸角測定儀系列產(chǎn)品,自主研發(fā),根據(jù)用戶的不同需要提供不同型號儀器。

接觸角測量儀具體應(yīng)用領(lǐng)域舉例:

1)、金屬焊接過程中,檢測焊劑對金屬的附著力;

2)、印刷行業(yè)油墨、金屬、紙張之間的附著力;

3)、粘貼劑與固體間的粘接程度研究;

4)、航天工業(yè)空中雨霧對飛機基體的潤濕程度檢測;

5)、軍事科學中彈片在空氣中與雨霧接觸角的測定;

6)、石油開采過程中,注入添加劑與原油中固體前進角,后退角的測定;

7)、納米材料與不同活性劑間濕潤性的測定、研究;

8)、鋁箔親水角的測定;

9)、凸凹眼鏡片親水性、疏水性測定

10)、包裝用品污染程度測定等等

主要技術(shù)指標:

1)、.滴定方式:靜滴法

2)、測量方法:量角法,量高法,切線法等

3)、載物平臺系統(tǒng)

載物臺尺寸:100×130mm2

4)、光學系統(tǒng)

①物鏡變倍范圍:0.7--4.5X

③總放大倍數(shù):12.6~81X(以17寸顯示器,0.5 X適配目鏡為例)

④圖像放大方式:連續(xù)變焦

5)、 光源

①LED冷光源,白色

②工作電源:DC3.1V,200mA

6)、 微量進樣器:0~100μl,每格2μl 或 0~50μl,每格1μl

7)、攝像頭

①COMS傳感器

②有效像素:1280×1024或自選

③幀率:30fps

8)、電源:DC5v功耗:5w

9)、角度測量精度:0.1°

10)、圖像采集方式:照相:單幅,多幅**10幅);錄像。在播放器中支持單幀、連續(xù)幀的采集。

11)、電腦配置

WinXP以上計算機操作系統(tǒng)

顯示器:17吋

12)、輸入電源:AC220V,5A

13)、儀器外形尺寸:640×200×480mm

接觸角可以分為靜態(tài)和動態(tài)角度。當液滴站在表面上并且三相邊界不移動時,測量靜態(tài)接觸角。靜態(tài)接觸角用于質(zhì)量控制和研究和產(chǎn)品開發(fā)。接觸角測量用于從印刷到油回收和涂層到植入物的領(lǐng)域。當三相邊界移動時,可以測量動態(tài)接觸角,并將其稱為前進角和后退角。

接觸角滯后 是前進和后退接觸角之間的差異。接觸角 滯后 產(chǎn)生于化學和地形 的表面的不均勻性,溶液中的雜質(zhì)吸收的表面上,或通過溶劑溶脹,重排或表面的改變1 2。前進和后退接觸角給出了靜態(tài)接觸角在表面上具有的zui大值和zui小值。

? 如何測量動態(tài),靜態(tài)的接觸角:

接觸角測量儀可用于測量各種接觸角。下面描述了兩種技術(shù),并針對特定應(yīng)用選擇了兩種技術(shù)。靜態(tài)和 動態(tài)接觸角 都可以通過使用來測量;。在實踐中,將液滴放置在固體表面上,并記錄液滴的圖像。然后通過在液滴周圍擬合Young-Laplace方程來定義靜態(tài)接觸角,盡管也可以使用其他擬合方法,如圓和手動擬合式。以通過使用兩種不同的方法來測量動態(tài)接觸角; 改變液滴的體積或使用傾斜搖籃。下圖顯示了體積變化方法的原理。簡而言之,首先形成小液滴并放置在表面上。然后使針靠近表面,并且同時記錄時液滴的體積逐漸增加。這將給出前進的接觸角。后退角度以相同的方式測量,但此時,液滴的體積逐漸減小。將液滴放置在基板上,然后逐漸傾斜。在液滴開始移動之前,在液滴的前面測量前進角度。在相同的時間點,在液滴的背面測量后退接觸角。

使用進行動態(tài)接觸角測量的示意圖。優(yōu)點:當在不均勻且規(guī)則尺寸和形狀的樣品上測量液固相互作用和/或固體性質(zhì)(如表面自由能)時,張力測定法是zui佳選擇。主要優(yōu)點如下:

1、小液體需求量(只有一些微升)

2、固體基質(zhì)可以是不對稱的(例如隱形眼鏡)

3、樣品兩側(cè)不需要相似(涂層和表面改性表征)

4、表面上的接觸角映射使得能夠進行 異質(zhì)性和 清潔度表征

5、可以使用校準片進行粗糙度校正

動態(tài)接觸角可以通過使用張力計來測量,接觸角測量儀當固體樣品與測試液體接觸時影響平衡的質(zhì)量。接觸角可然后通過使用當液體(表面張力下面的等式來計算γ升)和樣品(P)的周界是已知的。

在下面的視頻中,提供了一個完整的接觸角測量周期??梢钥闯?,測量的接觸角始終是動態(tài)接觸角,因為樣品相對于液體移動。當樣品浸入液體時,記錄推進的接觸角,并且當樣品出現(xiàn)時,測量后退接觸角。

動態(tài)接觸角測量:

假設(shè)如果與液滴沉積后的某個時間點的差異相比,液滴靜止在固體表面上并快速達到平衡,前一段的接觸角數(shù)據(jù)是非常有用的。但是,這僅適用于數(shù)據(jù)沒有太大變化。例如,假設(shè)在液體和固體界面是動態(tài)的情況下,諸如涂覆或清洗的各種狀態(tài),則不能獲得足夠的數(shù)據(jù)。這種情況模擬(隨著前進的接觸角和后退接觸角)動態(tài)的情況,其中液滴界面移動并且已經(jīng)增加。使用個人計算機進行此分析已成為常見的做法,因此您可以輕松地捕獲每秒數(shù)十幀以測量液滴(接觸角)隨時間變化的變化。

下面描述測量動態(tài)接觸角的方法。

連續(xù)進行前段的接觸角測量,觀察隨時間的變化。

雖然在動態(tài)和靜態(tài)之間沒有的定義,但我們將其視為一種類型的動態(tài)接觸角,時間間隔為1秒或更短。

這也可以用于跟蹤吸收和其他揮發(fā)性情況。

通過使與液體表面接觸的液滴膨脹并且增加和減小液滴的尺寸,當前進和后退(前進接觸角和后退接觸角)時測量接觸角。

通過擴展/收縮方法,還存在固體表面的不均勻性大的缺點,例如界面處的粘滑性,其通常導(dǎo)致不太平滑曲線的數(shù)據(jù)。因此,重要的是進行重復(fù)測量以完全掌握這些運動。

傾斜固體表面,以便在滑動時測量表面上的液滴。

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